光辅助方法制备铜铟镓硒薄膜太阳电池光吸收层

摘要

本发明主要涉及铜铟镓硒(CIGS)光吸收层薄膜的一种制备方法，本发明的特点在于首先采用磁控溅射法在基片上沉积Cu-In-Ga预制合金膜，然后在光的辅助下，将Cu-In-Ga预制合金膜与固态Se源反应生成CIGS薄膜。本发明所提供的CIGS薄膜的制备方法，薄膜退火时间短，退火温度低，能耗少，薄膜质量高，均匀性好，工艺简单，适合工业化生产，特别适合用于制备柔性CIGS薄膜太阳电池。

主权项

一种CIGS薄膜太阳电池光吸收层的制备方法，其特征在于先制备Cu‑In‑Ga预制合金膜，然后将Cu‑In‑Ca预制合金膜在光辅助下经硒化反应而生成CIGS薄膜，具体步骤如下：(1)制备Cu‑In‑Ga预制合金膜：在衬底上通过磁控溅射法，采用低Ga含量的CuGa合金靶和In靶同时或先后溅射，或高Ga含量的CuGa合金靶和CuIn合金靶同时或先后溅射，或CuInGa合金靶溅射，制备出Cu‑In‑Ga预制合金膜；(2)光辅助下的硒化反应：在真空中或一定气压的惰性气氛中，将固态单质Se源加热到180℃～450℃，形成Se的饱和蒸汽压，将步骤(1)制备的Cu‑In‑Ga预制合金膜，置于饱和Se蒸汽压中，并以一定波长的光辐照Cu‑In‑Ga预制合金膜和Se的饱和蒸汽压，同时将Cu‑In‑Ga预制合金膜加热到100℃～300℃并保温，然后再将Cu‑In‑Ga预制合金膜加热到350℃～550℃并保温，最终制备成CIGS薄膜太阳电池的光吸收层，所述的一定波长的光指波长为200‑440nm的光；(a)步骤(1)中，所述的低Ga含量的CuGa合金靶中的Cu与Ga的原子比例为4∶1～5∶1；(b)步骤(1)中，所述的高Ga含量的CuGa合金靶中的Cu与Ga的原子比例为0.9∶1～1.1∶1。